Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ: Δρομολόγηση στο Διαδίκτυο -BGP Δρ. Απόστολος Γκάμας Διδάσκων 407/80 gkamas@uop.gr Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 1 1
Δρομολόγηση μεταξύ ΑΣ στο Διαδίκτυο Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 2 2
Δρομολόγηση μεταξύ ΑΣ στο Διαδίκτυο: BGP BGP (Border Gateway Protocol Πρωτόκολλο Συνοριακών Πυλών): Η χρήση του έχει καθιερωθεί για δρομολόγηση μεταξύ ΑΣ στο Διαδίκτυο Το BGP παρέχεισεκάθεασταμέσαώστε: Να αποκτά πληροφορία προσεγγισιμότητας υποδικτύων από γειτονικά ΑΣ Να διαδίδει την πληροφορία προσεγγισιμότητας σε όλους τους εσωτερικούς δρομολογητές του ΑΣ Να προσδιορίζει «καλές» διαδρομές προς τα υποδίκτυα με βάση την πληροφορία προσεγγισιμότητας και την πολιτική δρομολόγησης Επιτρέπει σε ένα υποδίκτυο να αναγγείλει την ύπαρξη του στο υπόλοιπο Διαδίκτυο Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 3 3
BGP: Βασικά χαρακτηριστικά Ζεύγη δρομολογητών (BGP peers) ανταλλάσουν πληροφορία δρομολόγησης μέσω ημί-μόνιμων συνδέσεων TCP: BGP sessions Τα BGP sessions δεναντιστοιχούνσεφυσικέςζεύξεις Όταν το ΑΣ2 αναγγέλλει ένα πρόθεμα στο ΑΣ1, το ΑΣ2 υπόσχεται ότι θα προωθήσει οποιοδήποτε πακέτο με προορισμό αυτό το πρόθεμα προς το πρόθεμα Το ΑΣ2 μπορεί να συναθροίσει τα προθέματα στην αγγελία του πχ συνάθροιση των προθεμάτων 138.16.64/24, 138.16.65/24, 138.16.66/24, 138.16.67/24 σε ένα μόνο πρόθεμα 138.16.64/22 Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 4 4
Μηνύματα BGP Για την ανταλλαγή μηνυμάτων BGP χρησιμοποιείται το TCP (αριθμός θύρας 179) Είδη μηνυμάτων BGP: OPEN: ανοίγει μια σύνδεση TCP με τον γείτονα (peer) και πιστοποιεί την ταυτότητα του αποστολέα UPDATE: αναγγέλλει νέα διαδρομή (ή αποσύρει παλαιά διαδρομή που δεν ισχύει πλέον) KEEPALIVE: διατηρεί τη σύνδεση ενεργή όσο δεν ανταλλάσσονται μηνύματα UPDATE. Χρησιμοποιείται επίσης ως επιβεβαίωση σε μια αίτηση OPEN NOTIFICATION: αναφέρει σφάλματα στο προηγούμενο μήνυμα. Χρησιμοποιείται επίσης για τον τερματισμός της σύνδεσης Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 5 5
ebgp και ibgp ebgp ibgp BGP το οποίο εκτελείται σε δύο διαφορετικά ΑΣ BGP το οποίο εκτελείται στο ίδιο ΑΣ Διανομή πληροφοριών δρομολόγησης ανάμεσα σε BGP δρομολογητές Μικρές αλλά σημαντικές διαφορές με το ebgp Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 6 6
Γιατί χρειαζόμαστε το ibgp? Μερικά IGP πρωτόκολλα intra-domain δρομολόγηση: RIP, OSPF Δενυποστηρίζουντοconcept του ΑΣ Ανταλλάσουν πληροφορία μόνο για intra-domain routes Οι BGP δρομολογητές στο ίδιο ΑΣ πρέπει να έχουν την δυνατότητα να αλλάξουν routes τα οποία έχουν μάθει από BGP δρομολογητές γειτονικών ΑΣ Το ibgp απαιτείται Το ibgp πρέπει να είναι full-mesh: κάθε ζευγάρι BGP δρομολογητές έχουν ένα ibgp session Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 7 7
BGP Πίνακας δρομολόγησης Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal, S Stale Origin codes: i - IGP, e - EGP,? - incomplete Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path * 3.0.0.0 12.123.1.234 0 7018 80 i * 12.123.45.252 0 7018 80 i * 12.123.199.239 0 7018 80 i * 12.123.145.124 0 7018 80 i *> 12.123.1.236 0 7018 80 i * 12.123.133.124 0 7018 80 i * 4.0.0.0 12.123.45.252 0 7018 1 i * 12.123.9.241 0 7018 1 i * 12.123.13.241 0 7018 1 i *> 12.123.5.240 0 7018 1 i * 12.123.142.124 0 7018 1 i Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 8 8
BGP attributes AS-path attribute Origin attribute BGP Nexthop attribute Weight Attribute Local preference attribute Metric attribute Community attribute Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 9 9
AS-Path Attribute Μια λίστα από AS numbers τα οποία ένα route έχει διανύσει για να φτάσει στον προορισμό του Όταν ένα route update διέρχεται από ένα νέο AS, ο AS number προστίθεται Εάν ο AS number ήδη υπάρχει στο route update, το route απορρίπτεται Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 10 10
Παράδειγμα AS-PATH Attribute AS100 170.10.0.0 RtA RtB AS300 RtC AS200 RtD RtA advertise 170.10.0.0 to RtB, AS-PATH: 100 RtB advertise 170.10.0.0 to RtC, AS-PATH: 300, 100 RtC advertise 170.10.0.0 to RtD, AS-PATH: 300, 100 Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 11 11
Origin Attribute Υποχρεωτικό attribute Καθορίζει την προέλευση των πληροφοριών μονοπατιού Τρεις τυπικές τιμές i : IGP, εσωτερικό στο ΑΣ e : EGP, έχει κοινοποιηθεί από ένα exterior gateway protocol? : μη συμπληρωμένο, άγνωστο Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 12 12
Παράδειγμα Origin Attribute ip route 190.10.0.0 255.255.0.0 null 0 RtA 170.10.20.1 RtE 170.10.0.0 150.10.30.1 170.10.20.2 ibgp AS300 175.10.40.2 RtB AS100 190.10.50.1 RtA -> 170.10.0.0: 300 e RtA -> 190.10.50.0: i RtE -> 150.10.0.0: 100 e RtE -> 190.10.0.0: 100? Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 13 13
Nexthop Attribute Η IP διεύθυνση του επόμενου hop ώστε να φτάσουμε στον προορισμό Για το ebgp, πάντα είναι το απευθείας συνδεόμενο interface στον γειτονικό δρομολογητή Για το ibgp, το πεδίο nexthop το οποίο διαφημίστηκε από ebgp πρέπει να μεταφερθεί από το ibgp Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 14 14
Παράδειγμα Nexthop Attribute 150.10. 0.0 RtA 170.10.20.1 RtC 170.10.0.0 150.10.30.1 170.10.20.2 ibgp AS300 175.10.40.2 RtB AS100 190.10.50.1 RtC advertise 170.10.0.0 to RtA, Nexthop 170.10.20.2 RtA advertise 170.10.0.0 to RtB, Nexthop 170.10.20.2 Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 15 15
Weight Attribute Αποτελεί υλοποίηση της Cisco Ανατίθεται τοπικά στο δρομολογητή και βοηθά στον καθορισμό του καλύτερου μονοπατιού Δεν διαδίδεται μέσα από τα router updates Μεγαλύτερα weight είναι επιθυμητά Προκαθορισμένη τιμή είναι το 0 Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 16 16
Παράδειγμα Weight Attribute 17 170.10.0.0 AS100 RtA 175.10.0.0 AS4 175.10.0.0 175.10.0.0 W=200 W=100 RtC AS300 RtD 190.10.0.0 AS200 RtA will be chosen Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 17
Local Preference Attribute Καθορίζει πια route είναι επιθυμητά Ανταλλάσσεται ανάμεσα στους δρομολογητές στο ίδιο ΑΣ μέσα από updates Μεγαλύτερες τιμές είναι επιθυμητές Προκαθορισμένη τιμή είναι το 100 Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 18 18
Local Preference Example 19 170.10.0.0 AS100 RtA 175.10.0.0 Set locpref=150 RtC 175.10.0.0 AS4 AS300 Set locpref=200 RtD RtB 190.10.0.0 AS200 All traffic in AS 300 will be directed to RtD Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 19
Metric Attribute Καλείται επίσης Multi_exit_discriminator Ανταλλάσσεται ανάμεσα σε ΑΣ, αλλά δεν μπορεί να μεταφερθεί μέσα από αυτά Μικρότερη τιμής του metric είναι επιθυμητή Προκαθορισμένη τιμή είναι το 0 Εκτός αν ορίζεται διαφορετικά, οι δρομολογητές συγκρίνουν μόνο metrics για μονοπάτια από το ίδιο γειτονικό ΑΣ Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 20 20
Metric Attribute Example Set Metric = 0 AS100 RtA Set Metric = 120 RtC AS300 Set Metric = 200 RtD AS400 RtB RtA will pick RtC as the best route Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 21 21
Community Attribute Προαιρετικό attribute Μεταδίδεται ανάμεσα σε ΑΣ Αποτελείται από μια ετικέτα/κείμενο το οποίο προσθέτεται στα prefixes Ομαδοποιεί τα prefixes σε ομάδες Χρησιμοποιείται για να ληφθούν αποφάσεις δρομολόγησης Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 22 22
Community Attribute ΗιδέαπίσωαπότηχρήσηBGP communities για την έκφραση πολιτικής δρομολόγησης είναι πως κάθε πληροφορία δρομολόγησης μπορεί να συνοδεύεται από όσα BGP communities απαιτούνται για να εκφραστεί πλήρως η επιθυμητή πολιτική δρομολόγησης των upstream δικτύων προς το δίκτυο από το οποίο προέρχεται η συγκεκριμένη πληροφορία δρομολόγησης. Κάθε πληροφορία δρομολόγησης μπορεί να περιλαμβάνει 0, 1 ή περισσότερα BGP communities, τα οποία είναι 32 bit ακέραιοι, με γενική μορφή <AS προορισμού>:<ενέργεια> (δύο 16 bit τιμές), που σημαίνει: όταν το <AS προορισμού> λάβει αυτές τις πληροφορίες δρομολόγησης, που φέρουν το BGP community <AS προορισμού>:<ενέργεια>, πρέπει να κάνει για αυτές τις πληροφορίες δρομολόγησης ότι υπαγορεύει η <Ενέργεια>. Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 23 23
Community Attribute Κάθε BGP community αντιστοιχεί στις τέσσερις κύριες συνιστώσες της πολιτικής δρομολόγησης: Το AS στο οποίο αναφέρεται η πολιτική, το οποίο είναι απλά το AS από το οποίο προέρχεται η πληροφορία δρομολόγησης και το BGP community. Είναι πρακτικά το AS στο τέλος του BGP AS-path. Το AS το οποίο πρέπει να εφαρμόσει την πολιτική, το οποίο περιέχεται στο 1ο μέροςτουbgp community. Την ενέργεια, δηλ. την ίδια την πολιτική που πρέπει να εφαρμοσθεί, η οποία περιέχεται στο 2ομέροςτουBGP community. Την ίδια την πληροφορία δρομολόγησης, που είναι το μονοπάτι για κάποιο ΙΡ υποδίκτυο, και στην οποία αναφέρεται η πολιτική δρομολόγησης. Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 24 24
Διανομή πληροφορίας προσεγγισιμότητας Το ΑΣ3 στέλνει πληροφορία προσεγγισιμότητας προθέματος στο ΑΣ1 με το ebgp session μεταξύ των πυλών 3α και1c Στην συνέχεια η πύλη 1c μπορεί τότε να χρησιμοποιήσει το ibgp γιαναδιανείμει αυτήν την νέα πληροφορία προσεγγισιμότητας προθέματος σε όλους τους δρομολογητές στο ΑΣ1 Μετά, η πύλη1b μπορεί να αναγγείλει τη νέα πληροφορία προσεγγισιμότητας στο ΑΣ2 μέσω του ebgp session από την πύλη 1b στην πύλη 2a Όταν ένας δρομολογητής μάθει σχετικά με ένα νέο πρόθεμα, δημιουργεί μια καταχώρηση για το πρόθεμα αυτό στο πίνακα προώθησης του Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 25 25
Ιδιότητες διαδρομής (Path attributes) & Διαδρομές BGP (BGP routes) Η αγγελία ενός προθέματος περιλαμβάνει τις ιδιότητες (attributes) της διαδρομής Πρόθεμα + ιδιότητα = «διαδρομή» Δύο σημαντικές ιδιότητες: AS-PATH: περιέχει τα ΑΣ από τα οποία έχει διέλθει η αγγελία για το πρόθεμα: ΑΣ67 ΑΣ 17 NEXT-HOP: υποδεικνύει στον συγκεκριμένο δρομολογητή (στο εσωτερικό ΑΣ) προς το επόμενο ΑΣ (Ενδέχεται να υπάρχουν πολλαπλών ζεύξεις από ένα ΑΣ στο επόμενο) Όταν ο δρομολογητής πύλης λάβει την αγγελία μίας διαδρομής, χρησιμοποιεί την πολιτική εισαγωγής (import policy) για την κάνει αποδεκτή ή για να την απορρίψει π.χ. η πολιτική μπορεί να απορρίψει μία διαδρομή επειδή διέρχεται μέσα από ένα ανεπιθύμητο ΑΣ, για λόγους κόστους, προς αποφυγή βρόχων κλπ Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 26 26
BGP Πολιτικές Receive routes for prefixes from multiple neighbors BGP router Import policy Filter out unwanted routes, and manipulate the attributes of remaining routes Decision Process Decide exactly ONE best path Export policy Manipulate attributes of the best route, influence neighbor's choice, or decide whether to advertise the route to neighbors Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 27 27
Επιλογή διαδρομής στο BGP Ένας δρομολογητής ενδέχεται να πληροφορηθεί περισσότερες από μία διαδρομές προς κάποιο πρόθεμα και ο δρομολογητής να πρέπει να επιλέξει μία από αυτές Κανόνες επιλογής διαδρομής (ή αποκλεισμού διαδρομών): Μέγιστη τιμή ιδιότητα τοπικής προτίμησης (LOCAL_PREF): απόφαση πολιτικής Συντομότερο AS-PATH Πλησιέστερος δρομολογητής NEXT-HOP: δρομολόγηση hot potato Πρόσθετα κριτήρια To ebgp υπερισχύει του ibgp Χαμηλότερη IGP metric Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 28 28
BGP: Πολιτική Δρομολόγησης A,B,C: δίκτυα παρόχων X,W,Y: δίκτυα πελατών (των παρόχων) Το δίκτυο Χ καλείται dual-homed: είναι συνδεδεμένο σε δύο δίκτυα Το Χ δεν θέλει να δρομολογήσει κίνηση από το Β στο C μέσω Χ Οπότε το Χ δεν αναγγέλλει στο Β τη διαδρομή προς το C Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 29 29
BGP: Πολιτική Δρομολόγησης Το δίκτυο Α αναγγέλλει στο Β τη διαδρομή AW Το δίκτυο Β αναγγέλλει στο Χ τη διαδρομή BAW Το δίκτυο Β δεν αναγγέλλει τη διαδρομή BAW στο C B δεν έχει κέρδος από τη δρομολόγηση CBAW αφού ούτε το W ούτε το C είναι πελάτες του Β Το Β θέλει να εξαναγκάσει το C να δρομολογεί στο w μέσω του Α Το Β θέλει να δρομολογεί μόνο προς/από του πελάτες του Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 30 30
Γιατί διαφορετικά πρωτόκολλα δρομολόγησης εντός ΑΣ και μεταξύ ΑΣ? Πολιτική Μεταξύ ΑΣ: ο διαχειριστής επιθυμεί έλεγχο του τρόπου με τον οποίο δρομολογείται η δική του κίνηση καθώς και της κίνησης που διέρχεται από το δίκτυο του Εντός ΑΣ: δεν εφαρμόζονται αποφάσεις πολιτικής (ένας διαχειριστής) Κλίμακα Με την ιεραρχική δρομολόγηση μικραίνει το μέγεθος των πινάκων, μειώνεται η κίνηση λόγω πληροφορίας δρομολόγησης Απόδοση Εντός ΑΣ: εστίαση στην απόδοση Μεταξύ ΑΣ: η πολιτική μπορεί να κυριαρχεί έναντι της απόδοσης Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ Διαφάνεια 31 31